脈沖寬度對除顫效果影響的實驗研究.pdf

1、背景： 心源性猝死(Sudden Cardiac Death，SCD)是指自然發(fā)生、出乎意料的突然死亡。美國每年有30萬～60萬人因SCD而死亡。國家“十五”科技攻關(guān)項目研究結(jié)果提示，我國心臟性猝死發(fā)生率為41.84/10萬。若以13億人口推算，我國每年心臟性猝死的總?cè)藬?shù)約為54.4萬人，但發(fā)生SCD的人數(shù)呈逐年上升趨勢；其中90％發(fā)生在醫(yī)院外，而我國院外SCD生存率不到1％。猝死是本世紀(jì)人類與醫(yī)學(xué)面臨的最大挑戰(zhàn)之一，可見猝死嚴(yán)

2、重威脅著人類的生命與健康。Framingham心臟中心一項前瞻性研究表明，75％的猝死為心源性。SCD見于各個年齡段，多發(fā)生于院外，常沒有任何先兆，95％的猝死歸因于惡性心律失常，其中80％為心室顫動(ventricular fibrillation，VF)，20％為心臟停搏。VF是惡性室性心律失常的一種臨床類型，也是其他惡性室性心律失常發(fā)展的趨勢和結(jié)果。因此，迅速診斷、及時救治室顫是降低猝死率的重要環(huán)節(jié)。 終止惡性室性心律失常

3、最為有效的治療方法為及時電擊除顫轉(zhuǎn)復(fù)心律，恢復(fù)心臟的功能。現(xiàn)行的除顫能量在200焦耳(J)以上，往往造成患者皮膚灼傷及心肌細(xì)胞損傷。實現(xiàn)低能量除顫，甚至起搏終止室顫的目的，進(jìn)而可以減輕除顫造成機體損傷，還可節(jié)約能量延長器械使用壽命，特別對于植入式體內(nèi)除顫器。 由于目前所使用的放電方式能量利用率極低。在體外除顫時，除顫脈沖在經(jīng)過皮膚及胸腔時被大幅衰減，實際到達(dá)心臟的能量只有放電總能量的4％左右，心臟最大與最小的電位梯度比值為4～5

4、，而且除顫能量的分布也極不均勻，靠近除顫電極處的電位梯度有時竟是遠(yuǎn)離電極處電位梯度的30倍。復(fù)旦大學(xué)電子工程系利用集建模、數(shù)值計算和數(shù)據(jù)后處理于一體的SCIRun[1]集成仿真平臺，對體外除顫時胸腔電場分布進(jìn)行集成仿真分析。仿真分析顯示，目前臨床上常用的心律失常體外電除顫方法，雖然在操作上方便易用、800V的雙相波電壓刺激時可以使94.11％心肌達(dá)到同步除極，然而加載到人體皮膚上的高電壓大電流、心臟區(qū)域的分布不均勻、皮膚和部分心肌在一定

5、程度上極易形成損傷等不足使得該除顫方法的效果并不好。故而，對于體外除顫技術(shù)中諸如：除顫效率評估、放電過程的動態(tài)分析等應(yīng)用問題的解決，有待進(jìn)一步深入研究和探討[2]。 目的： 研究自主研發(fā)的體外自動除顫器(Automated External Defibrillator，AED)除顫放電脈沖方式對除顫效果的影響，尋找在保證除顫成功率的前提下，降低除顫能量的可能途徑。 方法： 選擇健康梅山豬12頭，采用股靜脈

6、穿刺插管的方法置入右心室電極，用交流電誘發(fā)豬的VF，待VF持續(xù)10秒后，隨機使用不同脈沖寬度組合(從5ms+1ms+5ms到0.3ms+0.3ms+0.3ms)的雙相指數(shù)截斷波進(jìn)行半體內(nèi)半體外電擊除顫，記錄每次除顫的放電電壓、能量及除顫成功與否，根據(jù)可有效除顫的能量閾值比較不同放電脈沖方式除顫效果。 結(jié)果： 共計除顫411次，除顫成功110次。成功除顫的總設(shè)定電壓為(768.16±321.21)V，成功除顫的總放電能量為

7、(14.40±8.57)J，成功除顫的總放電電量為(0.02±0.01)C。總除顫成功率26.8％。其中1ms+1ms+1ms組除顫能量閾值最低，為(9.07±3.82)J，2ms+1ms+2ms組的除顫成功率高于其它各組，為(54.9％，P=0.06)，各組數(shù)據(jù)比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。 結(jié)論： 改變不同脈沖寬度組合從5ms+1ms+5ms到0.3ms+0.3ms+0.3ms過程中，可降低除顫閾值，提高除顫